電機(jī)設(shè)計(jì)與制造階段的質(zhì)量控制淺析

吳?；?呂宗勇 倪艷根

浙江西子富沃德電機(jī)有限公司 浙江杭州 311305

制造與設(shè)計(jì)期間出現(xiàn)質(zhì)量隱患，經(jīng)常會(huì)對(duì)產(chǎn)品總質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此，為了避免這些質(zhì)量隱患出現(xiàn)，有必要加強(qiáng)電機(jī)設(shè)計(jì)與制造階段的質(zhì)量控制，如此方能不斷提升電機(jī)質(zhì)量。

1 設(shè)計(jì)階段質(zhì)量控制

1.1 電磁設(shè)計(jì)

（1）溫度場(chǎng)分布：溫度場(chǎng)可以決定繞組溫升，通常來講，溫升限值即利用電阻計(jì)算得到的繞組溫升。即便溫度分布不均，在溫升數(shù)值方面也難以發(fā)現(xiàn)，但卻會(huì)對(duì)電機(jī)壽命帶來影響，因此有必要對(duì)溫度場(chǎng)分布情況給予高度重視。

（2）選擇槽配合：定轉(zhuǎn)子槽配合會(huì)在很大程度上影響電機(jī)性能，進(jìn)而影響機(jī)體功率、磁密、附加損耗、功率因素等，使用現(xiàn)階段專門設(shè)計(jì)的軟件可以對(duì)功率因數(shù)、諧波、效率等方面情況進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，便于得到實(shí)際滿意結(jié)果。但定轉(zhuǎn)子槽配合在電機(jī)附加損耗方面的論述相對(duì)較少。這主要是由于附加損耗計(jì)算難度較高。所以，電磁設(shè)計(jì)期間，應(yīng)認(rèn)識(shí)到，若定轉(zhuǎn)子槽配合選擇不合理，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致電機(jī)附加損耗不斷增加，最終導(dǎo)致電機(jī)不斷升溫[1]。

（3）氣隙控制：電機(jī)作為磁路系統(tǒng)，定子和轉(zhuǎn)子間隨著氣隙的不斷增加，磁阻也隨之增大。結(jié)合歐姆定律，在磁勢(shì)不變的情況下，隨著磁阻的增加，磁通將逐漸減少。按照這一推理，隨著磁通減小，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流隨之減小，力矩不斷減小。所以氣隙會(huì)對(duì)電機(jī)性能產(chǎn)生重要影響。且隨著氣隙的增加，電機(jī)性能逐漸變軟、變壞。但是若氣隙越來越小，則會(huì)導(dǎo)致附加損耗不斷增加，最終對(duì)電機(jī)效率產(chǎn)生影響，并在一定程度上導(dǎo)致制造難度不斷增加。此外，隨著氣隙的縮小，轉(zhuǎn)子和定子鐵芯更容易相互摩擦，進(jìn)而導(dǎo)致電機(jī)受損，使用壽命不斷下降。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）保證機(jī)座強(qiáng)度：電機(jī)安全同振動(dòng)頻率關(guān)系密切，具體而言主要包括轉(zhuǎn)子、定子等引起的振動(dòng)，定子身為帶繞組牙入機(jī)座構(gòu)成，設(shè)計(jì)期間，在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料選擇期間，應(yīng)與機(jī)座強(qiáng)度相結(jié)合，同時(shí)充分考慮機(jī)座加工工藝與成本。轉(zhuǎn)子振動(dòng)頻率和斜槽角度及轉(zhuǎn)向燈關(guān)系密切，故而設(shè)計(jì)期間，應(yīng)結(jié)合電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩情況，對(duì)轉(zhuǎn)子固有頻率進(jìn)行合理準(zhǔn)確計(jì)算。

（2）合理選擇軸承：電機(jī)中軸承作用主要為減少摩擦與支撐傳動(dòng)，軸承精度、結(jié)構(gòu)、噪聲等方面和電機(jī)壽命密切相關(guān)，設(shè)計(jì)期間，應(yīng)結(jié)合電機(jī)荷載與應(yīng)用范圍，合理選定軸承結(jié)構(gòu)與型號(hào)。

軸承選型期間，應(yīng)結(jié)合軸承游隙。電機(jī)應(yīng)用轉(zhuǎn)速、零部件等方面情況和軸承游隙關(guān)系密切，通常情況下，速度小于3500r/min 的電機(jī)軸承多使用CM 游隙；溫度較高且速度較高的軸承，為了避免發(fā)熱導(dǎo)致的軸承壞死，一般情況下，常選用大軸承游隙。

軸承和電機(jī)軸及軸承室間的配合一般采用過渡配合法。安裝完軸承滯后，游隙將伴隨內(nèi)容增加逐漸減小。安裝完之后，當(dāng)游隙為0 時(shí)，電機(jī)噪音不斷減小，電機(jī)壽命最佳。具體運(yùn)行期間，隨著電機(jī)溫度不斷上升，軸承應(yīng)保持大小為0.003m 的游隙。如果游隙間距為0 則會(huì)導(dǎo)致軸承咬死，；但是若游隙較大，又會(huì)使電機(jī)噪音不斷增大。

2 制造階段質(zhì)量控制

鑄鋁轉(zhuǎn)子質(zhì)量控制：轉(zhuǎn)子鑄鋁質(zhì)量和電機(jī)轉(zhuǎn)矩、振動(dòng)、噪音等密切相關(guān)，轉(zhuǎn)子鑄鋁工序特殊，因此有必要對(duì)壓射速度、鋁液溫度、保壓時(shí)間等方面工藝參數(shù)進(jìn)行全面監(jiān)控。鑄鋁模具型式和結(jié)構(gòu)，在端環(huán)尺寸與導(dǎo)條等符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)對(duì)壓鑄模具排氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點(diǎn)考慮。具體操作壓鑄前，應(yīng)先對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱之后再應(yīng)用[2]。

轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子軸與鐵芯使用熱套裝配工藝，二者配合階段主要使用過盈融合法，這一過程可以明顯提升轉(zhuǎn)子同軸間的連接強(qiáng)度，防止冷壓工藝掉軸隱患出現(xiàn)。加工轉(zhuǎn)子期間，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子外圓和中心線跳動(dòng)情況進(jìn)行合理控制，若這一階段轉(zhuǎn)子跳動(dòng)較大，裝配好定轉(zhuǎn)子后，很容易使定轉(zhuǎn)子氣隙不均，最終使電機(jī)出現(xiàn)較大噪聲。

轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡：轉(zhuǎn)子平衡與電子噪音及振動(dòng)密切相關(guān)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子校動(dòng)平衡，可以減少電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間不平衡離心力的產(chǎn)生，減少電機(jī)噪音。

電機(jī)機(jī)座、軸加工精度、端蓋：這幾方面尺寸與形位公差等方面精度，會(huì)對(duì)電機(jī)裝配與定轉(zhuǎn)子氣隙是否均勻產(chǎn)生重要影響，嚴(yán)重的還會(huì)影響電機(jī)性能、安裝應(yīng)用與噪音振動(dòng)。

定子鐵芯：鐵芯質(zhì)量會(huì)對(duì)繞組壽命與電機(jī)效率、噪聲等方面產(chǎn)生重要影響。鐵芯毛刺較大，會(huì)增加空載電流，使功率因數(shù)不斷降低，若采取提高溫升的方法，還會(huì)導(dǎo)致絕緣材料受損。若裝壓操作較為松散，勢(shì)必會(huì)有較大噪音產(chǎn)生；轉(zhuǎn)子鐵芯若出現(xiàn)菱形，還會(huì)對(duì)鐵芯平衡新帶來干擾。

電機(jī)裝配：電機(jī)裝配十分重要。裝配期間應(yīng)確保場(chǎng)地整潔，軸承安裝作為裝配工序中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。具體而言，裝配工藝主要包含安裝與清洗兩個(gè)部分。軸承安裝一般多采用冷壓與熱套兩種方法，在端蓋軸承室配套尺寸設(shè)計(jì)期間，應(yīng)與軸承安裝法相互配合。安裝完電機(jī)后，還應(yīng)對(duì)其安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保裝配操作完整且電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)較為靈活。

質(zhì)量檢驗(yàn)：檢驗(yàn)過程主要分為原料、產(chǎn)品、成品等方面檢驗(yàn)。原料檢驗(yàn)多是從入庫(kù)抽查開始，過程檢驗(yàn)則由制造沖片開始，具體而言包含轉(zhuǎn)子鑄鋁、沖片疊壓、機(jī)座尺存、端蓋等方面檢查，嵌線、轉(zhuǎn)子等方面質(zhì)量檢查，另外，還包含整機(jī)出廠性能測(cè)試與空載測(cè)試。不同階段質(zhì)量檢測(cè)前，應(yīng)做好相關(guān)檢驗(yàn)指導(dǎo)書編制，加強(qiáng)檢驗(yàn)人員培訓(xùn)。檢驗(yàn)期間，結(jié)合檢驗(yàn)項(xiàng)目情況，開展項(xiàng)目抽檢[3]。

3 結(jié)語

綜上，為了與企業(yè)發(fā)展需求相符，有必要更新原有管理模式，不斷提升全員素質(zhì)，和時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)相結(jié)合。電機(jī)設(shè)計(jì)與制造期間的通風(fēng)散熱及機(jī)械等方面問題，總結(jié)起來主要是人才與技術(shù)方面的問題，基于此，企業(yè)有必要加強(qiáng)人才培養(yǎng)與技術(shù)更新，如此方能從根本上提升設(shè)計(jì)水平，確保電機(jī)制造階段整體質(zhì)量，如此方能在整體上提高電機(jī)使用效率，促進(jìn)企業(yè)朝著健康持久的方向不斷發(fā)展。